Abstract
The roughness of rock joint is one of the most important parameters in developing the shear resistance and the tendency of dilation. Due to the damage accumulated with shearing displacement, the roughness angle is lowered continuously. It is known that dilation, shear strength hardening, and softening are directly related to the degradation of asperities. Much effort has been directed to incorporate the complicated damage mechanism of asperities into a constitutive model fur rock joints. This study presents an elasto-plastic formulation of joint behavior including elastic deformability, dilatancy and asperity surface damage. It is postulated that the plastic portion of incremental displacement 7an be decomposed into contributions from both sliding along the asperity surface and damage of asperity. Numerical cyclic shear tests are presented to illustrate th? performance of the derived incremental stress-displacement relation. A laboratory cyclic shear test is also simulated. Numerical examples reveal that the elasto-plastic joints model is promising.
암반 절리면의 거칠기는 전단강도 및 변형거동에 가장 중요한 영향을 미치는 요소 중의 하나이다. 절리면은 전단변형이 발생하는 동안 손상을 받게 되고 이에 따라 거칠기각은 연속적으로 낮아진다. 절리면의 수직팽창성과 강도 경화 및 연화현상도 거칠기의 변화와 관련이 있는 것으로 이해되고 있다. 따라서 절리면의 거칠기의 변화를 효율적으로 반영시킬 수 있는 수치해석 모델의 개발이 중요하다. 이 연구에서는 탄소성이론을 바탕으로 거칠기 변화를 고려할 수 있는 탄소성 응력-변형 증분식을 유도하여 절리면 거질기 변화가 절리면 전단거동에 미치는 영향을 정량적으로 평가하는데 이용하였다. 유도된 탄소성 증분식을 검증하기 위하여 수치 주기전단시험을 실시하였다. 수치시험결과 개발된 탄소성 증분식은 거친 절리면의 주기전단시험에 나타나는 일반적인 현상들을 모사하는데 효과적임을 알 수 있었다.